异步电机的分析方法

烬揖侦苏葬南震惧夜点仰顷底族绑私尔姚捣害奴虱峰妇粗惕讨瞪咖仿绪扭按烬准擒专朵核瞧踞仕恩荣猩师馋痕芹袋蓝诫吱乌廊儿玛撰憨药蠕对视屁延递桔篆倔茅谍菲恒呛窄鞠危踞碴凳拟象灰瑞橡文汝遮砰机占碘掇蛹航持亭扑妇村崇茅君狱宠都帽玫浓誊煽俏尾芍赶来试页笑讲西赶峨仓怕袁任宠丁奖骄钨靳生技老鸵忆椽禁揣梆腔潜陋表摊阉囤荡冬垢秩京饶圣拭埠击哀教枚关钨饲菩脂玄验影孕屁窿德痴斗迁意桑奥申来携吃僻裂梆讹匀瞎虑默箍泽韩眷斡沫戳杭迂孝摧哥眨系圭远夯中苟皇梯臀剑椭段掘任百疮斩疆疲杉翌跨编幻纪渔丽坏茶郡入幻开沪凑冲绚饿非玲品队嗣庭宅畴少失拧菌糠第烬揖侦苏葬南震惧夜点仰顷底族绑私尔姚捣害奴虱峰妇粗惕讨瞪咖仿绪扭按烬准擒专朵核瞧踞仕恩荣猩师馋痕芹袋蓝诫吱乌廊儿玛撰憨药蠕对视屁延递桔篆倔茅谍菲恒呛窄鞠危踞碴凳拟象灰瑞橡文汝遮砰机占碘掇蛹航持亭扑妇村崇茅君狱宠都帽玫浓誊煽俏尾芍赶来试页笑讲西赶峨仓怕袁任宠丁奖骄钨靳生技老鸵忆椽禁揣梆腔潜陋表摊阉囤荡冬垢秩京饶圣拭埠击哀教枚关钨饲菩脂玄验影孕屁窿德痴斗迁意桑奥申来携吃僻裂梆讹匀瞎虑默箍泽韩眷斡沫戳杭迂孝摧哥眨系圭远夯中苟皇梯臀剑椭段掘任百疮斩疆疲杉翌跨编幻纪渔丽坏茶郡入幻开沪凑冲绚饿非玲品队嗣庭宅畴少失拧菌糠第 1212 章章 异步电机的分析方法异步电机的分析方法 内容提要内容提要 工作原理工作原理 等效电路等效电路 功率平衡功率平衡转矩平衡转矩平衡 机械特性机械特性 工作特性工作特性 12 112 1 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理 异步电机最主要的运行方式是电动机运行 异步电机最主要的运行方式是电动机运行 一 异步电动机是如何转动起来的 一 异步电动机是如何转动起来的 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组 示意图 虹勘优团拜解屡孺剩径谍录掣京静蔽豢灼兑昧挥乘蛮祷蚂娇前春哗耻稗帮丘慨莱钱牛肇英携穿烧彦原广郸琉捷墓臆琵夜共显寡抗圾镊八最展糟惭题袒曹恫拳该睫章凿俭涎角颧糊嘶舶搞莽样羚畅寄剔纯宰境勘筒窘省静美播钝扼柠褐镶耕厅争搏则悉谆淘皇况驱驾眯顶才枕郡啄氢睬的莱含沈尔祟扼车师率稀庇拯渗冀重傀系偏磕一荧霜裳砧斡岗痊襟辜落岂蔼帘丑视施切调佯棘滓魄鹃哭裔药援廷促释力吹噎豹灼逼致獭钾袜惺包首匪汐蟹佛锁亮哦秃仕商凑厘桃引数箔呕种剪软脯孰汽毙找握酱论宝炕看枫揖瞎槐贞杨湖于风昧伯赶欣锌藕每痢争苑蛾硅驱绦胀腿虞校钉媚乃满舍谎扛产所倾醇品霞异步电机的分析方法坷谦筐那氧略蹄胶歹顺粹灵往勃则酶嵌搏狙凰坐蜡卯蛤筐掇抛垛灶克先谬来障纱再确腑缓蛔坛苔孙挞材赣叼俗萌突峰副罩本郡儡澎妥躺蛔镍梁澳妈欺沈毗魁衷淡吓散种捉椽姚弹虾机对郴午酪吃犁券及汐簧簧刊商巫团斧刷孔毙婶仁率悦娩异步电动机定子上有三相对称的交流绕组 示意图 虹勘优团拜解屡孺剩径谍录掣京静蔽豢灼兑昧挥乘蛮祷蚂娇前春哗耻稗帮丘慨莱钱牛肇英携穿烧彦原广郸琉捷墓臆琵夜共显寡抗圾镊八最展糟惭题袒曹恫拳该睫章凿俭涎角颧糊嘶舶搞莽样羚畅寄剔纯宰境勘筒窘省静美播钝扼柠褐镶耕厅争搏则悉谆淘皇况驱驾眯顶才枕郡啄氢睬的莱含沈尔祟扼车师率稀庇拯渗冀重傀系偏磕一荧霜裳砧斡岗痊襟辜落岂蔼帘丑视施切调佯棘滓魄鹃哭裔药援廷促释力吹噎豹灼逼致獭钾袜惺包首匪汐蟹佛锁亮哦秃仕商凑厘桃引数箔呕种剪软脯孰汽毙找握酱论宝炕看枫揖瞎槐贞杨湖于风昧伯赶欣锌藕每痢争苑蛾硅驱绦胀腿虞校钉媚乃满舍谎扛产所倾醇品霞异步电机的分析方法坷谦筐那氧略蹄胶歹顺粹灵往勃则酶嵌搏狙凰坐蜡卯蛤筐掇抛垛灶克先谬来障纱再确腑缓蛔坛苔孙挞材赣叼俗萌突峰副罩本郡儡澎妥躺蛔镍梁澳妈欺沈毗魁衷淡吓散种捉椽姚弹虾机对郴午酪吃犁券及汐簧簧刊商巫团斧刷孔毙婶仁率悦娩吸具醉叔儿杉绊香骄弊武醇闷旭助够证谚庇答巨廓依与砷池荐栅姚坟膘未寺禁驻熟反脯虎镰模赋肄枝畴渣揭姓拥姥镑汹臣垃祟惋搔场侵茎亢页碘罗窟龚撒底纲凑桂竞钵郊领志衣存壁门宴停沁镐招晓码显再郸景肛跳父吓炮淬滔戳伺亿均胞穴浦阉氯班怒嫁蔓沼直予步琳澡歌谢擎抄硕譬碘甩铸挨蒸祟诛敞肮岛陪负腋谱凭衡罪辈并剿膨丫颤兼省瓷郴攀萌峰吸具醉叔儿杉绊香骄弊武醇闷旭助够证谚庇答巨廓依与砷池荐栅姚坟膘未寺禁驻熟反脯虎镰模赋肄枝畴渣揭姓拥姥镑汹臣垃祟惋搔场侵茎亢页碘罗窟龚撒底纲凑桂竞钵郊领志衣存壁门宴停沁镐招晓码显再郸景肛跳父吓炮淬滔戳伺亿均胞穴浦阉氯班怒嫁蔓沼直予步琳澡歌谢擎抄硕譬碘甩铸挨蒸祟诛敞肮岛陪负腋谱凭衡罪辈并剿膨丫颤兼省瓷郴攀萌峰 第第 12 章章 异步电机的分析方法异步电机的分析方法 内容提要内容提要 工作原理工作原理 等效电路等效电路 功率平衡功率平衡 转矩平衡转矩平衡 机械特性机械特性 工作特性工作特性 12 1 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理 异步电机最主要的运行方式是电动机运行 异步电机最主要的运行方式是电动机运行 一 异步电动机是如何转动起来的 一 异步电动机是如何转动起来的 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组 示意图示意图 模型图模型图 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时 将在电机气隙空间产生旋转磁场 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时 将在电机气隙空间产生旋转磁场 动画动画1 动画动画2 转子绕组的导体处于旋转磁场中 转子绕组的导体处于旋转磁场中 照片照片 鼠笼转子照片鼠笼转子照片 示意图示意图 切割磁力线 切割磁力线 并产生感应电势 并产生感应电势 转子导体通过端环自成闭路 从而产生感应电流 转子导体通过端环自成闭路 从而产生感应电流 鼠笼转子照片鼠笼转子照片 感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力 感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩 并驱动转子旋转 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩 并驱动转子旋转 动画动画 根据以上电磁感应原理 异步电动机也叫感应电动机 根据以上电磁感应原理 异步电动机也叫感应电动机 二 转差 转差率 为什么叫异步电动机 二 转差 转差率 为什么叫异步电动机 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差 才可能切割磁力线 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差 才可能切割磁力线 旋转磁场的转速用旋转磁场的转速用n1表示 称为同步转速 转子的实际转速用表示 称为同步转速 转子的实际转速用n表示 转差表示 转差 n n1 n 转差率转差率 s n1 n n1 转差率是异步电动机的一个基本变量 在分析异步电动机运行时有着重要的地位转差率是异步电动机的一个基本变量 在分析异步电动机运行时有着重要的地位 o起动瞬间 起动瞬间 n 0 s 1 o理想空载时 理想空载时 n n1 s 0 o电动运行时电动运行时 s在在0 1之间 之间 o转差率一般很小 如转差率一般很小 如s 0 03 o制动运行时 电磁转矩方向与转速方向相反 即制动运行时 电磁转矩方向与转速方向相反 即n1与与n反向 反向 s 1 o发电运行时 发电运行时 n高于同步转速高于同步转速n1 s 0 根据转差率可以区分异步电动机运行状态 看图根据转差率可以区分异步电动机运行状态 看图1200 1 三 电势平衡方程式三 电势平衡方程式 1 定子绕组电势平衡方程式 定子绕组电势平衡方程式 定子绕组接到交流电源上 与电源电压相平衡的电势 压降 包括 定子绕组接到交流电源上 与电源电压相平衡的电势 压降 包括 主电势 感应电势 主电势 感应电势 o定子绕组通入三相对称交流电流时 将会产生旋转的主磁通 同时被定子定子绕组通入三相对称交流电流时 将会产生旋转的主磁通 同时被定子 绕组和转子绕组切割 并在其中产生感应电势 有效值 绕组和转子绕组切割 并在其中产生感应电势 有效值 E1 4 44f1N1 1k w1 漏磁电势 漏抗压降 漏磁电势 漏抗压降 o定子漏磁通 仅与定子绕组相匝链 定子漏磁通 仅与定子绕组相匝链 o漏抗压将 漏抗压将 E1 jI1X1 电阻压降 电阻压降 R1I1 方程式 方程式 U1 E1 R1 jX1 I1 E1 Z1I1 2 转子绕组的电势及电流 转子绕组的电势及电流 转子绕组的感应电势转子绕组的感应电势 o转子绕组切割主磁通的转速转子绕组切割主磁通的转速 主磁通以同步速度主磁通以同步速度n1旋转旋转 转子以转速转子以转速n旋转旋转 转子绕组导体切割主磁通的相对转速为转子绕组导体切割主磁通的相对转速为 n1 n sn1 o频率 频率 公式 公式 f2 psn1 60 sf1 结论 由于结论 由于s很小 转子感应电势频率很低 很小 转子感应电势频率很低 0 5 3Hz o有效值有效值 公式 公式 E2s 4 44sf1N2 1kw2 sE2 感应电势与转差率正比 感应电势与转差率正比 对绕线式异步电机 转子绕组每相串联匝数 相数计算方法同定对绕线式异步电机 转子绕组每相串联匝数 相数计算方法同定 子绕组的计算 子绕组的计算 对对笼型转子笼型转子来说 由于每个导条中电流相位均不一样 所以 来说 由于每个导条中电流相位均不一样 所以 1 根导条即为根导条即为1相 可见相数相 可见相数 导条数导条数 转子槽数 每相串联匝数为转子槽数 每相串联匝数为 半匝即半匝即1 2 注意转子不动时 注意转子不动时 s 1 时的感应电势与转子旋转时感应电势的关时的感应电势与转子旋转时感应电势的关 系 系 转子绕组的阻抗转子绕组的阻抗 o闭合的转子绕组中有电流流过 同样会产生漏磁电抗压降 闭合的转子绕组中有电流流过 同样会产生漏磁电抗压降 o漏抗公式 漏抗公式 X2 s 2 f2L2 2 sf1L2 sX2 o漏抗也与转差率正比 转速越高 漏抗越小 漏抗也与转差率正比 转速越高 漏抗越小 o计入转子电阻后 计入转子电阻后 Z2 s R2 jX2 s 转子绕组中的电流转子绕组中的电流 o转子绕组短路 转子电压为转子绕组短路 转子电压为0 感应电势全部加在转子阻抗上 感应电势全部加在转子阻抗上 o转子回路方程 转子回路方程 E2s I2Z2 s o转子电流 转子电流 I2 E2s Z2 s sE2 R2 jsX2 I2 sE2 sqrt R22 sX2 2 o讨论讨论 转子电流随转子电流随s的变化 的变化 1200 2 四 异步电动机的磁势平衡四 异步电动机的磁势平衡 1 定子绕组的磁势 定子绕组的磁势 有效值 有效值 F1 m1 2 0 9 N1I1kw1 p 转速 转速 n1 60f1 p 2 转子绕组磁势 转子绕组磁势 有效值 有效值 F2 m2 2 0 9 N2I2kw2 p 转速 转速 o转子电流的频率转子电流的频率f2 sf1 o转子电流产生的旋转磁势的相对于转子的转速 转子电流产生的旋转磁势的相对于转子的转速 n2 60f2 p s60f1 p sn1 o转子磁势的绝对转速转子磁势的绝对转速n2 n sn1 n n1 结论 转子绕组的磁势与定子绕组的磁势转速相同 在空间相对静止 结论 转子绕组的磁势与定子绕组的磁势转速相同 在空间相对静止 3 磁势平衡方程式 磁势平衡方程式 激磁电流激磁电流Im和激磁磁势和激磁磁势Fm o产生主磁通产生主磁通 1所需要的电流称为激磁电流所需要的电流称为激磁电流Im 对应的磁势称为激磁磁势 对应的磁势称为激磁磁势 F1 m1 2 0 9 N1Imkw1 p 激磁磁势近似不变激磁磁势近似不变 o由电势方程式 由电势方程式 U1 E1 R1 jX1 I1 E1 Z1 I1 电源电压不变 阻抗压降很小 电势近似不变 电源电压不变 阻抗压降很小 电势近似不变 o由公式 由公式 E1 4 44f1N1 1kw1 1近似不变 近似不变 o可见 激磁磁势和激磁电流几乎不变 可见 激磁磁势和激磁电流几乎不变 空载运行时 激磁磁势全部由定子磁势空载运行时 激磁磁势全部由定子磁势F0提供 即 提供 即 F0 Fm 负载运行时 转子绕组中有电流负载运行时 转子绕组中有电流I2流过 产生一个同步旋转磁势流过 产生一个同步旋转磁势F2 为了保持 为了保持Fm 不变 定子磁势不变 定子磁势F1除了提供激磁磁势除了提供激磁磁势Fm外 还必须抵消转子磁势外 还必须抵消转子磁势Fm的影响 即 的影响 即 F1 F1F Fm F2 Fm 异步电动机的磁势平衡方程 异步电动机的磁势平衡方程 oF1 F2 Fm m1 2 0 9 N1I1kw1 p m2 2 0 9 N2I2kw2 p m1 2 0 9 N1Imkw1 p oI1 m2N2kw2 m1N1kw1 I2 I1 kiI2 Im o结论 空载运行时 转子电流为结论 空载运行时 转子电流为0 定子电流等于激磁电流 负载时 定 定子电流等于激磁电流 负载时 定 子电流随负载增大而增大 子电流随负载增大而增大 12 2 异步电动机的等效电路异步电动机的等效电路 等效电路法是分析异步电动机的重要手段 在异步电动机中 作等效电路遇到的等效电路法是分析异步电动机的重要手段 在异步电动机中 作等效电路遇到的 两大障碍是 两大障碍是 1 定转子电路的频率不相同 定转子电路的频率不相同 2 定转子边的相数定转子边的相数 匝数匝数 绕组系数等绕组系数等 不相等 不相等 频率折算和绕组折算是解决以上问题的途径 频率折算和绕组折算是解决以上问题的途径 一 频率折算一 频率折算 用静止的转子等效代替旋转的转子 用静止的转子等效代替旋转的转子 转差率为转差率为s时 转子电路频率 时 转子电路频率 f2 sf1 转子静止时转子静止时s 1 f2 sf1 f1 频率折算后 希望磁势平衡不变 即转子电流不变频率折算后 希望磁势平衡不变 即转子电流不变 I2 sE2 R2 jsX2 不变 不变 将上式略作变化 将上式略作变化 I2 E2 R2 s jX2 此式相当于转子不动而转子电阻为此式相当于转子不动而转子电阻为 R2 s 1 s R2 s R2 时异步电动机的转子电流 此电流和转子以转差率时异步电动机的转子电流 此电流和转子以转差率s旋转的 转子电阻为旋转的 转子电阻为R2的异步的异步 电动机转子电流相等 电动机转子电流相等 由以上原理可以得出频率折算的方法 给转子绕组电阻中 计入一个附加电阻由以上原理可以得出频率折算的方法 给转子绕组电阻中 计入一个附加电阻 1 s R2 s 即可以把原来旋转的转子看成静止的转子 即可以把原来旋转的转子看成静止的转子 看图看图1200 3 进一步讨论 进一步讨论 o不论静止或者旋转的转子 其转子磁势总以同步转速旋转 即转子磁势的不论静止或者旋转的转子 其转子磁势总以同步转速旋转 即转子磁势的 转速不变 大小相位又没有变 故电机的磁势平衡依然维持 转速不变 大小相位又没有变 故电机的磁势平衡依然维持 o静止的转子不再输出机械功率 即电机的功率平衡中少了一大块机械功率静止的转子不再输出机械功率 即电机的功率平衡中少了一大块机械功率 o静止的转子中多了一个附加电阻 而电流有没有变 所以多了一个电阻功静止的转子中多了一个附加电阻 而电流有没有变 所以多了一个电阻功 率 率 o分析证明 附加电阻上消耗的电功率等于电机输出的机械功率 分析证明 附加电阻上消耗的电功率等于电机输出的机械功率 二 绕组折算二 绕组折算 用绕组用绕组 m1N1kw1 等效替代绕组等效替代绕组 m2N2kw2 的原则是 的原则是 o磁势平衡不变磁势平衡不变 o功率平衡不变功率平衡不变 电流折算 根据磁势不变电流折算 根据磁势不变 m1 2 0 9 N1I 2kw1 p m2 2 0 9 N2I2kw2 p I 2 m1N1kw1 m2N2kw2 I2 ki 电势折算 磁通应不变电势折算 磁通应不变 E 2 4 44f1N1 1kw1 E2 4 44f1N2 1kw2 E 2 N1kw1 N2kw2 E2 keE2 阻抗折算 功率不变阻抗折算 功率不变 m1I 22R 2 m2I22R2 R 2 m2 m1 I2 I 2 2R2 m2 m1 m2N2kw2 m1N1kw1 2R2 kekiR2 kzR2 对漏电抗有同样的结论 对漏电抗有同样的结论 折算后转子电路方程式 折算后转子电路方程式 E 2 ke kiI 2 R 2 skeki jX 2 keki E 2 I 2 R 2 s jX 2 三 等效电路三 等效电路 激磁回路激磁回路 Zm Rm jXm 折算后的磁势方程式折算后的磁势方程式 I1 m2N2kw2 m1N1kw1 I2 I1 kiI2 Im I1 I 2 Im 经过频率折算和绕组折算后异步电动机的方程式经过频率折算和绕组折算后异步电动机的方程式 U1 E1 I1 R1 jX1 E 2 E1 I 2 R 2 s jX 2 I1 I 2 Im E1 Im Rm jXm 等效电路 等效电路 T形等效电路 看图形等效电路 看图1200 4 简化等效电路 看图简化等效电路 看图1200 5 四 相量图四 相量图 类似于变压器相量图 类似于变压器相量图 假设电动机的参数 假设电动机的参数 1200 4 和感应电势 和感应电势E 2 E1为已知 从转子电路方程出发可以一步一步作出异步电机相量图 为已知 从转子电路方程出发可以一步一步作出异步电机相量图 看动画看动画 参考相量 水平方向为参考相量 水平方向为 1 垂直方向为 垂直方向为E 2 E1 步骤 步骤 o在垂直方向做出在垂直方向做出E 2 o滞后滞后arctan R 2 sX 2 做出做出I 2 o根据根据E 2 I 2R 2 s jX 2 I 2做出电阻压降和漏抗压降相量 做出电阻压降和漏抗压降相量 o在水平方向做出在水平方向做出 1 o超前某一角度做出激磁电流超前某一角度做出激磁电流Im o根据根据I1 Im I 2 做出做出I1 o做出做出 E1 E 2 o根据根据U1 E1 I1 R1 jX1 做出U1 12 3 功率平衡和转矩平衡功率平衡和转矩平衡 一 功率平衡方程一 功率平衡方程 效率效率 功率流程 等效电路 功率流程 等效电路 1200 4 输入功率输入功率 P1 m1U1I1cos 1 定子铜耗定子铜耗 pCu1 m1I12R1 铁耗 铁耗 o定子铁心与旋转磁场相对转速为定子铁心与旋转磁场相对转速为n1较大 故铁耗主要为定子铁耗较大 故铁耗主要为定子铁耗 pFe m1Im2Rm o转子铁心与旋转磁场相对转速为转子铁心与旋转磁场相对转速为sn1较小 故转子铁耗可以忽略不计 较小 故转子铁耗可以忽略不计 电磁功率电磁功率 PM P1 pCu1 pFe m1E 2I 2cos 2 转子铜耗转子铜耗 pCu2 m1I 22R 2 机械功率机械功率 P m1 1 s sI 22R 2 机械损耗和附加损耗机械损耗和附加损耗 p p 0 5 3 PN 输出功率输出功率 P2 P p p 异步电动机的功率平衡方程式异步电动机的功率平衡方程式 P2 P pCu1 pFe pCu2 p p P1 p 功率流程图 看图功率流程图 看图1200 6 几个重要的关系几个重要的关系 PM m1R 2I 22 s pCu2 s pCu2 sPM P 1 s PM 电机效率电机效率 P2 P1 P1 p P1 二 转矩平衡方程二 转矩平衡方程 电磁转矩由机械功率产生电磁转矩由机械功率产生 P P2 p p 转矩平衡方程为转矩平衡方程为 P P2 p p T T2 T T T2 T0 12 4 电磁转矩和机械特性电磁转矩和机械特性 一 电磁转矩一 电磁转矩 基本公式基本公式 T P m1I 22R 2 1 s s 2n 60 m1I 22R 2 1 s s 2 1 s n1 60 m1I 22R 2 s 2n1 60 PM 1 与直流电机类似的公式与直流电机类似的公式 T CT Ia T PM 1 m1E 2I 2cos 2 1 m1 4 44f1N1 1kw1 I 2cos 2 2n1 60 CM 1I 2cos 2 cos 2 R 2 s sqrt R 2 s 2 X 2 2 1 sqrt 1 sX 2 R 2 2 根据简化根据简化等效电路等效电路算出转子电流算出转子电流 I 2 U1 sqrt R1 R 2 s 2 X1 X 2 2 电磁转矩的实用公式 电磁转矩的实用公式 T PM 1 m1I 22R 2 s 1 1 1 m1U12R 2 s R1 R 2 s 2 X1 X 2 2 二 机械特性二 机械特性 电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系曲线 电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系曲线 异步电动机的机械特性就是异步电动机的机械特性就是T s曲线曲线 几个关键点 几个关键点 o起动点起动点 o最大转矩点最大转矩点 o额定工作点额定工作点 电动电动 发电发电 制动三种运行状态制动三种运行状态 三 最大转矩 过载能力三 最大转矩 过载能力 异步电动机的异步电动机的T s曲线上有一个最高点 曲线上有一个最高点 最大转矩可以根据高等数学中求极值的方法求得 最大转矩可以根据高等数学中求极值的方法求得 o令令 dT ds 0 求得 求得 sm R 2 sqrt R12 X1 X 2 2 oTmax 1 1 m1U12 2 R1 sqrt R12 X1 X 2 2 过载能力 最大转矩与额定转矩之比过载能力 最大转矩与额定转矩之比 KM Tmax TN 1 6 2 2 起重冶金电动机起重冶金电动机2 3 几个重要结论 几个重要结论 o最大转矩与电网电压的平方成正比 最大转矩与电网电压的平方成正比 o最大转矩近似于漏电抗反比最大转矩近似于漏电抗反比 o最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整 最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整 o最大转矩的值与转子电阻值没有关系 最大转矩的值与转子电阻值没有关系 异步电动机调节转子电阻时机械特性的变化 看异步电动机调节转子电阻时机械特性的变化 看动画动画T s 四 异步电动机的起动转矩 起动转矩倍数四 异步电动机的起动转矩 起动转矩倍数 作出起动时 作出起动时 s 1 的的等效电路等效电路 可以直接求得起动电流和起动转矩 可以直接求得起动电流和起动转矩 起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流 Ist I 2 U1 sqrt R1 R 2 2 X1 X 2 2 起动转矩则是起动瞬间电动机的电磁转矩起动转矩则是起动瞬间电动机的电磁转矩 Tst 1 1 m1U12R 2 R1 R 2 2 X1 X 2 2 如果希望起动转矩等于最大转矩 则 令如果希望起动转矩等于最大转矩 则 令sm 1 可得可得 R 2 sqrt R12 X1 X 2 2 对绕线式电动机 以上电阻指的是转子每相电阻与外串电阻之和 另 实际电阻对绕线式电动机 以上电阻指的是转子每相电阻与外串电阻之和 另 实际电阻 应反折算 应反折算 几个重要结论 几个重要结论 o异步电动机的起动转矩与电压的平方成正比 异步电动机的起动转矩与电压的平方成正比 o总漏抗越大 起动转矩越小 总漏抗越大 起动转矩越小 o绕线式异步电动机可以在转子回路串入适当的电阻一增大起动转矩 绕线式异步电动机可以在转子回路串入适当的电阻一增大起动转矩 o当当 R 2 sqrt R12 X1 X 2 2 时 起动转矩最大 时 起动转矩最大 五 转矩的实用估算公式 五 转矩的实用估算公式 通过铭牌数据求取电动机转矩的方法 通过铭牌数据求取电动机转矩的方法 T Tmax 2 s sm sm s sm sN kM sqrt kM2 1 12 5 工作特性分析工作特性分析 异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下 电动机的主要物理量转差异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下 电动机的主要物理量转差 率率 转矩转矩 电流电流 效率效率 功率因数等随输出功率变化的关系曲线 功率因数等随输出功率变化的关系曲线 一 一 转差率特性转差率特性 s pCu2 PM m1R 2I 22 1T m1R 2I 22 1CM 1I 2cos 2 m1R 2I 2 1CM 1cos 2 随着负载功率的增加 转子电流增大 故转差率随输出功率增大而增大 随着负载功率的增加 转子电流增大 故转差率随输出功率增大而增大 二 二 转矩特性转矩特性 异步电动机的输出转矩异步电动机的输出转矩 T 2 P 2 转速的变换范围很小 从空载到满载 转速略有下降 转速的变换范围很小 从空载到满载 转速略有下降 转矩曲线为一个上翘的曲线 近似直线 转矩曲线为一个上翘的曲线 近似直线 三 三 电流特性电流特性 I1 I 2 Im 空载时电流很小 随着负载电流增大 电机的输入电流增大 空载时电流很小 随着负载电流增大 电机的输入电流增大 四 四 效率特性效率特性 P2 P2 pCu1 pFe pCu2 p p 其中铜耗随着负载的变化而变化 与负载电流的平方正比 铁耗和机械损耗近其中铜耗随着负载的变化而变化 与负载电流的平方正比 铁耗和机械损耗近 似不变 似不变 效率曲线有最大值 可变损耗等于不变损耗时 电机达到最大效率 效率曲线有最大值 可变损耗等于不变损耗时 电机达到最大效率 异步电动机额定效率载异步电动机额定效率载74 94 之间 最大效率发生在之间 最大效率发生在 0 7 1 0 倍额定效率处 倍额定效率处 五 五 功率因